深紫外光发光二极管芯片制造技术

一种深紫外光发光二极管芯片，包含一个发光单元、一个电极单元、一层电子阻挡层及一层光学层；该电子阻挡层设置于该发光单元的一层多重量子井层与一层p型氮化铝镓层间，该光学层形成于该发光单元上且折射率介于1.0至2.3，其材料选自二氧化硅、二氧化铪，或前述的一组合。另外，本发明专利技术深紫外光发光二极管芯片的另一个态样，还包含一个位于该发光单元上的透光基板，该光学层形成于该透光基板的另一个表面且折射率介于1.0与该透光基板的折射率间。此外，本发明专利技术也提供包含前述深紫外光发光二极管芯片的封装结构。

Deep UV LED chip

A deep ultraviolet light emitting diode chip comprises a light emitting element, an electrode unit, a layer of electron blocking layer and a layer of optical layer; a layer of multiple quantum well layer and a layer of P type aluminum gallium nitride layer of the electron blocking layer is arranged on the light emitting unit, the optical layer is formed on the light emitting the unit and the refractive index ranged from 1 to 2.3, the materials selected from silica, two hafnium oxide, or a combination of the aforementioned. In addition, another state of the deep ultraviolet light emitting diode chip, also includes a light emitting unit located in the on the transparent substrate, the optical layer is formed on the transparent substrate on a surface and refractive index of refraction between 1 and the rate between the transparent substrate. In addition, the present invention also provides a packaging structure comprising the aforementioned deep ultraviolet LED chip.

【技术实现步骤摘要】
深紫外光发光二极管芯片
本专利技术涉及一种发光二极管芯片，特别是涉及一种深紫外光发光二极管芯片。
技术介绍
紫外光发光二极管(ultravioletlightemittingdiode，UVLED)是指发光波长在紫外光区域的发光二极管，其发光波长可区分为315nm至400nm的长波长(UVA)、280nm至315nm的中波长(UVB)，及280nm以下的短波长(UVC)。短波长的紫外光发光二极管由于其波长范围较接近X光而远离紫光，又被称为深紫外光(deepultraviolet，DUV)发光二极管，目前主要是以氮化铝镓(AlGaN)作为材料。然而，一般以氮化铝镓作为深紫外光发光二极管的材料，容易因铝含量的提高而不易掺杂镁而产生较高电压的问题，也容易造成电子溢流与电洞注入效率较差等问题，进而影响发光性能。因此，深紫外光发光二极管于发光效率或光取出效率(lightextractionefficiency，LEE)上仍有大幅改进的空间。由上述的说明可知，进一步开发或设计一种能有效地提升发光效率及光取出效率的深紫外光发光二极管，是为本专利技术研究改良的重要目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种深紫外光发光二极管芯片。本专利技术深紫外光发光二极管芯片包含一个透光基板、一个发光单元、一个电极单元、一层电子阻挡层，及一层光学层。该发光单元包括由该透光基板的一个表面依序形成的一层缓冲层、一层n型氮化铝镓层、一层多重量子井层，与一层p型氮化铝镓层；该电极单元包括一个设置于该n型氮化铝镓层上的第一电极，与一个设置于该p型氮化铝镓层上的第二电极；该电子阻挡层设置于该多重量子井层与该p型氮化铝镓层间；该光学层形成于该透光基板相对于该发光单元的另一个表面，该光学层的材料是选自二氧化硅，或二氧化硅及二氧化铪的一组合，且折射率介于1.0与该透光基板的折射率间。较佳地，前述深紫外光发光二极管芯片，该光学层具有多层折射率由邻近该透光基板向远离该透光基板的方向递减的光学膜，且以该每一层光学膜的二氧化硅及二氧化铪的含量总合为100％计，该二氧化硅的含量介于50％至100％。较佳地，前述深紫外光发光二极管芯片，该电子阻挡层是以铝含量渐变的氮化铝镓Al(x)Ga(1-x)N为材料所构成，且x介于0.05至0.8；该铝含量的x值以邻近该p型氮化铝镓层至远离该p型氮化铝镓层是先由一个第一含量值递减至一个第二含量值，再由该第二含量值递增至一个第三含量值，且该第三含量值小于该第一含量值。较佳地，前述深紫外光发光二极管芯片，该第一含量值介于0.35至0.8，该第二含量值介于0.05至0.35，且该第三含量值介于0.35至0.6。更佳地，前述深紫外光发光二极管芯片，该第一含量值、第二含量值，及第三含量值分别为0.65、0.15，及0.2。本专利技术深紫外光发光二极管芯片的另一种态样包含一个发光单元、一个电极单元、一层电子阻挡层，及一层光学层。该发光单元包括依序形成的一层缓冲层、一层n型氮化铝镓层、一层多重量子井层，与一层p型氮化铝镓层；该电极单元包括一个设置于该n型氮化铝镓层上的第一电极，与一个设置于该p型氮化铝镓层上的第二电极；该电子阻挡层设置于该多重量子井层与该p型氮化铝镓层间；该光学层形成于该发光单元相对于该电极单元的另一个表面，该光学层的材料是选自二氧化硅、二氧化铪，或前述的一组合，且折射率介于1.0至2.3。较佳地，前述深紫外光发光二极管芯片，该光学层具有多层折射率由邻近该发光单元向远离该发光单元的方向递减的光学膜，且以该每一层光学膜的二氧化硅及二氧化铪的含量总合为100％计，该二氧化硅的含量介于0％至100％。较佳地，前述深紫外光发光二极管芯片，该电子阻挡层是以铝含量渐变的氮化铝镓Al(x)Ga(1-x)N为材料所构成，且x介于0.05至0.8；该铝含量的x值以邻近该p型氮化铝镓层至远离该p型氮化铝镓层是先由一个第一含量值递减至一个第二含量值，再由该第二含量值递增至一个第三含量值，且该第三含量值小于该第一含量值。较佳地，前述深紫外光发光二极管芯片，该第一含量值介于0.35至0.8，该第二含量值介于0.05至0.35，且该第三含量值介于0.35至0.6。更佳地，前述深紫外光发光二极管芯片，该第一含量值、第二含量值，及第三含量值分别为0.65、0.15，及0.2。本专利技术的有益的效果在于：提供一种深紫外光发光二极管芯片，借由该电子阻挡层与该光学层的搭配设置，除了可有效地增加发光效率外，对于其光取出效率也能有显着的提升。附图说明图1是一个侧视图，说明本专利技术深紫外光发光二极管芯片的一个第一实施例；图2是一个含量比例示意图，说明本专利技术该第一实施例构成一层光学层的材料含量比例；图3是一个侧视图，说明本专利技术深紫外光发光二极管芯片的一个第二实施例；图4是一个含量比例示意图，说明本专利技术该第二实施例构成一层光学层的材料含量比例；图5是一个侧视图，说明本专利技术深紫外光发光二极管芯片封装结构的一个实施例；图6是一个柱状图，说明深紫外光发光二极管芯片以覆晶封装后量测所得的出光效率；图7是一个X、Y曲线图，说明深紫外光发光二极管芯片以覆晶封装后量测所得的输出功率；图8是一个X、Y曲线图，说明深紫外光发光二极管芯片以覆晶封装后量测所得的反射率。具体实施方式下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明。参阅图1，本专利技术深紫外光发光二极管芯片的一个第一实施例是一个用于覆晶(flipchip)封装的深紫外光发光二极管芯片3。该深紫外光发光二极管芯片3包含一个透光基板31、一个发光单元32、一个电极单元33、一层电子阻挡层(electronblockinglayer，EBL)34及一层光学层35。该透光基板31可选自蓝宝石(sapphire)基板、砷化镓(GaAs)、碳化硅(SiC)和硅基板等。于本实施例中该透光基板31的材料是以折射率(refractiveindex，n)为1.77的蓝宝石基板(即氧化铝，Al2O3)为例来做说明。该发光单元32包括由该透光基板31的一个表面依序形成的一层缓冲层321、一层n型氮化铝镓(n-AlGaN)层322、一层多重量子井(multiplequantumwell，MQW)层323，与一层p型氮化铝镓(p-AlGaN)层324。于此要说明的是，该缓冲层321是设置于该透光基板31与该n型氮化铝镓层322间，以减少晶格不匹配与热膨胀系数差异等问题，该缓冲层321的材料可以是氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)，或氮化铝镓(AlGaN)。除此之外，还可在该缓冲层321与该n型氮化铝镓层322间，由中性氮化铝镓经产生微结构而形成一个光子晶体(photoniccrystal)结构325，从而可提高发光二极管结构的内部量子效率(internalquantumefficiency)。且该光子晶体结构325的材料可为氮化铝镓、氮化铝，或前述的一组合。此外，还要说明的是，于该n型氮化铝镓层322与该多重量子井层323间，还可再形成一层n型超晶格(superlattice)层326，该n型超晶格层326具有缓和施加至该多重量子井层323的应力的功效，且其可由交替沉积的n型氮化铝镓所构成。除此之外，由于该发光单元32的详细结构或其所适用的材料是为所属
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【技术保护点】
一种深紫外光发光二极管芯片，包含：一个透光基板、一个发光单元、一个电极单元、一层电子阻挡层，及一层光学层；该发光单元包括由该透光基板的一个表面依序形成的一层缓冲层、一层n型氮化铝镓层、一层多重量子井层，与一层p型氮化铝镓层；该电极单元包括一个设置于该n型氮化铝镓层上的第一电极，与一个设置于该p型氮化铝镓层上的第二电极；其特征在于：该电子阻挡层设置于该多重量子井层与该p型氮化铝镓层间，且该光学层形成于该透光基板相对于该发光单元的另一个表面，该光学层的材料是选自二氧化硅，或二氧化硅及二氧化铪的一组合，且折射率介于1.0与该透光基板的折射率间。

【技术特征摘要】
1.一种深紫外光发光二极管芯片，包含：一个透光基板、一个发光单元、一个电极单元、一层电子阻挡层，及一层光学层；该发光单元包括由该透光基板的一个表面依序形成的一层缓冲层、一层n型氮化铝镓层、一层多重量子井层，与一层p型氮化铝镓层；该电极单元包括一个设置于该n型氮化铝镓层上的第一电极，与一个设置于该p型氮化铝镓层上的第二电极；其特征在于：该电子阻挡层设置于该多重量子井层与该p型氮化铝镓层间，且该光学层形成于该透光基板相对于该发光单元的另一个表面，该光学层的材料是选自二氧化硅，或二氧化硅及二氧化铪的一组合，且折射率介于1.0与该透光基板的折射率间。2.如权利要求1所述的深紫外光发光二极管芯片，其特征在于：该光学层具有多层折射率由邻近该透光基板向远离该透光基板的方向递减的光学膜，且以该每一层光学膜的二氧化硅及二氧化铪的含量总合为100％计，该二氧化硅的含量介于50％至100％。3.如权利要求1所述的深紫外光发光二极管芯片，其特征在于：该电子阻挡层是以铝含量渐变的氮化铝镓Al(x)Ga(1-x)N为材料所构成，且x介于0.05至0.8；该铝含量的x值以邻近该p型氮化铝镓层至远离该p型氮化铝镓层是先由一个第一含量值递减至一个第二含量值，再由该第二含量值递增至一个第三含量值，且该第三含量值小于该第一含量值。4.如权利要求3所述的深紫外光发光二极管芯片，其特征在于：该第一含量值介于0.35至0.8，该第二含量值介于0.05至0.35，且该第三含量值介于0.35至0.6。5.如权利要求4所述的深紫外光发光二极管芯片，其特征在于：该第一含量值、第二含量值，及第三含量值分别为0.6...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱国铭，周孟松，郭浩中，刘哲宇，
申请(专利权)人：光宝光电常州有限公司，光宝科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32